Характеристика образующихся аэрозольных взвесей — комплексов при традиционной и модернизированной технологиях электролиза алюминия

Введение. Оценка профессионального риска и механизмов нарушения здоровья работников в связи с воздействием сложных аэрозольных взвесей определяет необходимость углубленного изучения физико-химических свойств пылевых частиц в воздухе.

Цель исследования — комплексная оценка дисперсного и химического состава сложных аэрозольных взвесей, воздействующих на работников при традиционной и модернизированной технологиях получения алюминия.

Материалы и методы. Выполнен мониторинг загрязнения воздуха рабочей зоны растворимыми и нерастворимыми фторидами, аэрозолями триоксида алюминия с применением стандартных методов анализа, изучен дисперсный и химический состав аэрозольных взвесей с помощью сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного рентгеновского микроанализа.

Результаты. Наибольшая среднесменная концентрация фторидов, превышающая ПДК в 4,7–12,5 раз, наблюдалась в рабочей зоне профессий, обслуживающих электролизеры и аноды, с преобладанием содержания нерастворимых фторидов над растворимыми. Отмечены случаи превышения ПДК триоксида алюминия в 1,9–2,6 раза. Взвешенная в воздухе рабочей зоны пыль состояла из высоко- и ультрадисперсных аэрозольных смесей различной химической природы, включающих частицы наноразмерного диапазона, примеси тяжелых металлов и токсических соединений. В воздухе цехов с традиционной технологией электролиза алюминия доминировали высокодисперсные частицы пыли, преимущественно глинозема и фторуглеродных соединений, при модернизированной — микро- и наночастицы, состоящие, в основном, из криолита и смеси фторида алюминия с глиноземом.

Заключение. Воздействие сложных многокомпонентных аэрозольных микстов алюминиевого производства может представлять опасность для здоровья работников, что требует углубленного анализа химического и дисперсного состава аэрозолей при оценке экспозиции пылевого фактора и усовершенствовании комплексов профилактических мероприятий по предупреждению развития заболеваний.

Участие авторов:
Шаяхметов С.Ф. — концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;
Рукавишников В.С. — концепция и дизайн исследования, редактирование;
Лисецкая Л.Г. — сбор и обработка данных, написание текста;
Меринов А.В. — сбор и обработка данных, написание текста.

Финансирование. Работа выполнена в рамках средств, выделяемых для выполнения государственного задания ФГБНУ ВСИМЭИ.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 02.07.2022 / Дата принятия к печати: 03.08.2022 / Дата публикации: 15.08.2022

1. Измеров Н.Ф., Бухтияров И.В., Прокопенко Л.В., Кузьмина Л.П., Соркина Н.С., Бурмистрова Т.Б. и др. Современные аспекты сохранения и укрепления здоровья работников, занятых на предприятиях по производству алюминия. Мед. труда и пром. экол. 2012; 11: 1-7.

2. Sorgdrager B., De Looff A.J.A., Pal T.M., Van Dijk F.J.H., De Monchy J.G.R. Factors affecting FEV1 in workers with potroom asthma after their removal from exposure.Int Arch Occup Environ Health. 2001; 74(1): 55-8. https://doi.org/10.1007/s004200000180

3. Taiwo O.A., Sircar K.D., Slade M.D., Cantley L.F., Vegso S.J., Rabinowitz P.M. et. al. Incidence of asthma among aluminum workers. Journal of Occupational and Environmental Medicine. 2006; 48(3): 275-82. https://doi.org/10.1097/01.jom.0000197876.31901.f5

4. Бейгель Е.А., Катаманова Е.В., Шаяхметов С.Ф., Ушакова О.В., Павленко Н.А., Кукс А.Н. и др. Влияние длительного воздействия промышленных аэрозолей на функциональное состояние бронхолегочной системы у работников алюминиевого производства. Гигиена и санитария. 2016; 95(12): 1160-3. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-12-1160-1163

5. Shaaban L.H., Zayet H.H., Aboufaddan H.H., Elghazally S.A. Respiratory hazards: clinical and functional assessment in aluminum industry workers. Egyptian Journal of Chest Diseases and Tuberculosis. 2016; 65(2): 537-43. https://doi.org/10.1016/j.ejcdt.2016.01.004

6. Чеботарёв А.Г., Прохоров В.А. Условия труда и профессиональная заболеваемость рабочих предприятий по производству алюминия. Мед. труда и пром. экол. 2009; 2: 5-9.

7. Рослый О.Ф., Лихачева Е.И., ред. Медицина труда при электролитическом получении алюминия. Екатеринбург: Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий; 2011.

8. Шаяхметов С.Ф., Лисецкая Л.Г., Меринов А.В. Оценка токсико-пылевого фактора в производстве алюминия (аналитический обзор). Мед. труда и пром. экол. 2015; 4: 30-5.

9. Федорук А.А., Рослый О.Ф., Цепилов Н.А., Слышкина Т.В. Гигиеническая характеристика условий труда при эксплуатации современных электролизеров повышенной мощности. Уральский медицинский журнал. 2008; 8: 139-43.

10. Höflich B.L., Weinbruch S., Theissmann R., Gorzawski H., Ebert M., Ortner H.M. et al. Characterization of individual aerosol particles in workroom air of aluminium smelter potrooms. J. Environ. Monit. 2005; 7(5): 419-24. https://doi.org/10.1039/b418275h

11. Thomassen Y., Koch W., Dunkhorst W., Ellingsen D.G., Skaugset N.P., Jordbekken L. et al. Ultrafine particles at workplaces of a primary aluminium smelter. J. Environ. Monit. 2006; 8(1): 127-33. https://doi.org/10.1039/b514939h

12. Weinbruch S., Benker N., Koch W., Ebert M., Drabløs P.A., Skaugset N.P. et al. Hygroscopic properties of the workroom aerosol in aluminium smelter potrooms: a case for transport of HF and SO2 into the lower airways. J Environ Monit. 2010; 12(2): 448-54. https://doi.org/10.1039/b919142a

13. Федорук А.А., Рослый О.Ф., Плотко Э.Г. Условия труда при эксплуатации алюминиевых электролизеров различной мощности. Мед. труда и пром. экол. 2017; 9: 201.

14. Лисецкая Л.Г., Шаяхметов С.Ф., Меринов А.В. Гранулометрический и морфологический анализ взвешенных частиц в воздухе алюминиевого производства. Мед. труда и пром. экол. 2017; 10: 50-3.

15. Федорук А.А., Рослый О.Ф., Слышкина Т.В., Плотко Э.Г., Лемясев М.Ф. Актуальные вопросы гигиены труда при эксплуатации сверхмощных электролизеров для получения алюминия. Медицина труда и промышленная экология. 2012; 11: 13-7.

16. Уланова Т.С., Антипьева М.В., Забирова М.И., Волкова М.В. Определение частиц нанодиапазона в воздухе рабочей зоны металлургического производства. Анализ риска здоровью. 2015; 1: 77-81.

17. Зайцева Н.В., Землянова М.А., Степанков М.С., Игнатова А.М. Оценка токсичности и потенциальной опасности наночастиц оксида алюминия для здоровья человека. Экология человека. 2018; 5: 9-15. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2018-5-9-15

18. Zheng W., Antonini J.M., Lin Y.-C., Roberts J.R., Kashon M.L., Castranova V. et al. Cardiovascular effects in rats after intratracheal instillation of metal welding particles. Inhal Toxicol. 2015; 27(1): 45-53. https://doi.org/10.3109/08958378.2014.982309

19. L’vov B.V., Polzik L.K., Weinbruch S., Ellingsen D.G., Thomassen Y. Theoretical aspects of fluoride air contaminant formation in aluminium smelter potrooms. J. Environ. Monit. 2005; 7(5): 425-30. https://doi.org/10.1039/b501302j

20. Voisin C., Fisekci F., Buclez B., Didier A., Couste B., Bastien F. et al. Mineralogical analysis of the respiratory tract in aluminium oxide-exposed workers. Eur Respir J. 1996; 9(9): 1874-9. https://doi.org/10.1183/09031936.96.09091874